раствор для модифицирующей обработки полимерных материалов из полиметилметакрилата, предназначенных для имплантации

Формула изобретения

Раствор для модифицирующей обработки полимерных материалов из полиметилметакрилата, предназначенных для имплантации, отличающийся тем, что содержит водный раствор щавелевой кислоты и соли щелочных металлов или их смеси при следующем соотношении ингредиентов:

Щавелевая кислота 0,05÷0,11 М

Соли щелочных металлов или их смеси 0,02÷0,17 М

Вода Остальное

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, а именно к растворам для модифицирующей обработки полимерных материалов из полиметилметакрилата в биологические ткани живых организмов для защиты от воздействия окружающей среды.

Актуальность решаемой проблемы основана на острой потребности современной медицины в искусственных материалах для замены патологических или отсутствующих биологических тканей органов живых организмов.

Известен состав раствора для модифицирующей обработки полимерных материалов (раствор Рингера), содержащий 0,15 М NaCl; 0,003 М KСl; 0,002 М CaCl₂ и 0,001 М NaHCO₃ .

К недостаткам известного раствора относится то, что при добавлении модифицирующей добавки, например Н₂С ₂O₄, происходит образование малорастворимого осадка щавелевокислого кальция, что приводит к осаждению его на поверхность полимерного материала и ухудшению его оптических свойств.

Известен в качестве наиболее близкого к заявляемому по технической сущности состав раствора для модифицирующей обработки полимерных материалов из метакриловых полимеров на основе водно-спиртовой композиции (патент РФ №2068851, МПК С 08 F 6/00, публ. БИ 31/96 г., от 10.11.96 г.). К недостаткам прототипа относится неполное исчезновение остаточного мономера и набухание поверхности полимерных метакриловых материалов, погруженных в данный раствор. Задача предлагаемого изобретения состоит в разработке рецептуры раствора модельной композиции для приготовления материалов, имплантируемых в биологические ткани живых организмов, выполняющих функции как замещения биологических тканей живых организмов, так и защиты их от воздействия окружающей среды.

Новый технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого раствора для модифицирующей обработки полимерных материалов из полиметилметакрилата, предназначенных для имплантации, заключается в повышении адаптации организма к имплантационным материалам на основе указанной композиции, снижения риска отторжения имплантируемых материалов и расширения возможностей моделирования состава биологических сред различных биоорганизмов.

Указанные задача и новый технический результат достигаются тем, что в известном растворе для модифицирующей обработки полимерных материалов из полиметилметакрилатов, предназначенных для имплантации, в соответствии с предлагаемым он содержит водный раствор щавелевой кислоты и соли щелочных металлов или их смеси при следующем соотношении ингредиентов:

Щавелевая кислота 0,05-0,11 М;

Соли щелочных металлов или их смеси 0,02-0,17;

Вода остальное.

Предлагаемый раствор для модифицирующей обработки полимерных материалов из полиметилметакрилата, предназначенных для имплантации в биологические ткани живых организмов, поясняется следующим образом.

Заявляемый раствор для модифицирующей обработки полимерных материалов из полиметилметакрилатов, предназначенных для имплантации является гомогенным разбавленным водным раствором солей щелочных металлов и модифицирующей добавки. В качестве компонентов раствора для модифицирующей обработки используют реактивы марки хч или чда: H₂C₂О₄ · 2H₂О (ГОСТ 22180-76), NaCl (ГОСТ 4233-77), NaH₂PO₄ (ГОСТ 245-76), NaHPO ₄ (ГОСТ 4172-76).

Заявляемый раствор для модифицирующей обработки готовят следующим образом.

Раствор для модифицирующей обработки, состоящий из минеральной основы, в качестве которой используют соли щелочных металлов или их смеси, и модифицирующей добавки, в качестве которой используют щавелевую кислоту, взвешивают и растворяют в 1 л воды до полного исчезновения осадка. Материалы, предназначенные для имплантации в биологические ткани живых организмов, погружают в приготовленный раствор для модифицирующей обработки и подвергают термохимической обработке.

При приготовлении заявленного состава для модифицирующей обработки компоненты выбирают в следующем соотношении:

соли щелочных металлов или их смеси 0,02-0,17 М

щавелевая кислота 0,05-0,11 М

вода - остальное.

Результатом взаимодействия предлагаемого раствора для модифицирующей обработки с материалами, предназначенными для имплантации в биологические ткани живых организмов, является полное удаление остаточного мономера с сохранением молекулярной массы и надмолекулярной структуры полимерного материала, улучшение его механических и оптических свойств.

Возможность использования заявляемого раствора для модифицирующей обработки в области медицины подтверждается следующими примерами.

Пример 1.

В качестве раствора для модифицирующей обработки в данном примере опробован следующий:

щавелевая кислота - 0,11 М

NaCl - 0,02 М

вода - остальное.

Приготовление и обработка полимерного материала.

Щавелевая кислота в количестве 0,11 М и NaCl в количестве 0,02 М взвешиваются с точностью ±0,00005 г и растворяются в 1 л воды до полного исчезновения осадка. В закрытые бюксы помещаются образцы полимерного материала и выдерживаются в течение 48 часов при температуре 80° С и 100 часов при комнатной температуре. Экспериментально показано, что исчезновение характерного запаха метилметакрилата свидетельствует о полноте выделения остаточного мономера, не вступившего в процесс полимеризации.

Методом вискозиметрии установлено, что средневискозиметрическая молекулярная масса полиметилметакрилата (ПММА) не изменилась в пределах ошибки определения. Бромид-броматным методом установлено отсутствие остаточного мономера. Использование методов оптической микроскопии показало уменьшение дефектов поверхности полимерного материала.

Пример 2.

В качестве заявляемого состава раствора для модифицирующей обработки опробован следующий:

Н₂С₂O₄ - 0,05 М

NaH ₂PO₄ - 0,1 М

Na₂HPO ₄ - 0,07 М

Вода - остальное.

Компоненты H ₂C₂O₄ в количестве 0,05 М и 0,1 М NaH₂PO₄ и 0,07 М Na₂HPO ₄ соответственно взвешиваются с точностью ±0,00005 г и растворяются в 1 л воды до полного исчезновения осадка. Далее термохимическая обработка проводится аналогично примеру 1.

Полученные результаты аналогичны примеру 1.

Пример 3.

В качестве заявляемого состава раствора для модифицирующей обработки опробован следующий:

Н₂С₂ O₄ - 0,1 М

NaCl - 0,05 М

вода - остальное.

Все операции по приготовлению раствора для модифицирующей обработки и методы исследований аналогичны примерам 1 и 2.

Экспериментальные проверки данного раствора для модифицирующей обработки показали, что при проведении термохимической обработки полимерных материалов в воде или в 0,15 М NaCl наблюдается выделение остаточного мономера с образованием на поверхности микротрещин и пузырьков, что нарушает оптические и механические свойства полимерных материалов.

Содержание щавелевой кислоты менее 0,05 М (<0,05 М) в минеральной основе приводит к неполному удалению остаточного мономера, наличие которого приводит к отторжению имплантата биосредами живого организма.

При содержании модифицирующей добавки >0,11 М наблюдалась потеря эластичных свойств имплантата.

Данные экспериментальных проверок приведены в таблице.